Gąbka przyszłości - posprząta i leki dostarczy

[KopalniaWiedzy.pl 318]

Gąbki przyszłości przydadzą się nie tylko przy sprzątaniu. Można je będzie wykorzystać np. do dostarczania leków oraz wychwytu i magazynowania gazów. O tym właśnie myślał chemik Jason Benedict, projektując nowy materiał, którego pory zmieniają kształt pod wpływem ultrafioletu.

Przypominający gąbkę kryształ powstał dzięki współpracy naukowców z Uniwersytetu w Buffalo i Penn State Hazleton. UBMOF-1 jest materiałem metaloorganicznym (ang. metal-organic framework, MOF).

Porowate MOF-y nie są nowością (nazwa została wprowadzona w 1995 r.), jednak UBMOF-1 ma kilka nietypowych właściwości. Po pierwsze, pory kryształu zmieniają kształt pod wpływem promieniowania UV. To bardzo istotne, bo w ten sposób można kontrolować, jakie związki dostają się lub uciekają z porów. Dzięki temu da się wypełniać polimer jakąś substancją, a następnie uwięzić ją, zmieniając konfigurację porów. Takie podejście wydaje się szczególnie użyteczne w przypadku leków, ponieważ nie chcemy, by wydostały się przed dotarciem na miejsce przeznaczenia. Po drugie, w odpowiedzi na ultrafiolet kryształy zmieniają także kolor (z bezbarwnych stają się czerwone). To sugeruje, że dochodzi do zmiany elektronicznych właściwości materiału, co również może decydować, jakie związki będą przyciągane do porów.

MOF-y są jak molekularne gąbki - to kryształy z porami. Zazwyczaj są biernymi materiałami. Syntetyzujesz je i to koniec. My próbujemy przekształcić materiały pasywne w aktywne [...].

Kryształy MOF są zbudowane z 2 elementów: metalu (węzłów) i ligandu organicznego ("pręcików"). W omawianym przypadku do komponentu organicznego dołączono światłoczułą grupę chemiczną zwaną diaryletenem (zawiera ona pierścień, który normalnie jest otwarty, ale ulega zamknięciu pod wpływem UV). Ponieważ w UBMOF-1 diaryleten graniczy z porami, oznacza to, że te ostatnie zmieniają kształt wtedy, co diaryleten.

W kolejnym etapie badań naukowcy zamierzają ustalić, w jaki dokładnie sposób zmienia się struktura porów i czy istnieje sposób na przywrócenie pierwotnego kształtu. Na razie pręciki z diaryletenem można zmusić do otwarcia za pomocą białego światła tylko wtedy, gdy są same. Po ich włączeniu do kryształu pierścienie diaryletenu nie reagują na taki bodziec.

« powrót do artykułu